《天工開物》一書在崇禎十年初版發行後，很快就引起了學術界和刻書界的註意。明末方以智《物理小識》較早地引用了《天工開物》的有關論述。還在明代末年，就有人刻了第二版，準備刊行。
大約17世紀末年，它就傳到了日本，日本學術界對它的引用一直沒有間斷過，早在1771年就出版了一個漢籍和刻本，之後又刻印了多種版本。
19世紀30年代，有人把它摘譯成了法文之後，不同文版的摘譯本便在歐洲流行開來，對歐洲的社會生產和科學研究都產生過許多重要的影響。如1837年時，法國漢學家儒蓮把《授時通考》的“蠶桑篇”，《天工開物·乃服》的蠶桑部分譯成了法文，並以《蠶桑輯要》的書名刊載出去，馬上就轟動了整個歐洲，當年就譯成了義大利文和德文，分別在都靈、斯圖加特和杜賓根出版，第二年又轉譯成了英文和俄文。當時歐洲的蠶桑技術已有了一定發展，但因防治疾病的經驗不足等而引起了生絲之大量減產。《天工開物》和《授時通考》則為之提供了一整套關于養蠶、防治蠶病的完整經驗，對歐洲蠶業產生了很大的影響。著名生物學家達爾文亦閱讀了儒蓮的譯著，並稱之為權威性著作。他還把中國養蠶技術中的有關內容作為人工選擇、生物進化的一個重要例證。
據不完全統計，截至1989年止，《天工開物》一書在全世界發行了16個版本，印刷了38次之多。其中，國內（包括大陸和台灣）發行11版，印刷17次；日本發行了4版，印刷20次；歐美發行1版，印刷1次。這些國外的版本包括兩個漢籍和刻本，兩個日文全譯本，以及兩個英文本。
而法文、德文、俄文、義大利文等的摘譯本尚未統計入內。《天工開物》一書在一些地方長時期暢銷不滯，這在古代科技著作中並不是經常看到的。
《天工開物》出版後，很快便在福建由書商楊素卿于清初刊行第二版。
公元1725年，進士陳夢雷受命組織編撰，蔣廷錫等人續編的官刻大型著作《古今圖書集成》在食貨、考工等典中有很多地方取自《天工開物》，在引用時對《天工開物》中的“北虜”等反清字樣改為“北邊”。
公元1742年，翰林院掌院學士張廷玉（1672―1755）任總裁的大型官修農書《授時通考》，在第20、23、26等卷中，都引用了《天工開物》中《乃粒》《粹精》等章。
18世紀後半葉，乾隆設四庫館修《四庫全書》時，在江西進獻書籍中，發現宋應星的哥哥宋應升的《方玉堂全集》、宋應星友人陳弘緒等人的一些著作有反清思想，因此《四庫全書》沒有收入宋應星的《天工開物》。乾隆以後，也再沒有人刊刻此書，因此《天工開物》在清代沒有進一步流通。
公元1840年，著名學者吳其浚在《滇南礦廠圖略》關于採礦冶金方面的敘述中，參考了《天工開物》。公元1848年，吳其浚的《植物名實圖考》谷類等部分有很多地方引用了《天工開物》的《乃粒》章。
公元1870年，劉岳雲（1849―1919）的《格物中法》中，幾乎把《天工開物》中的所有主要內容都逐條摘出，還進行了評論和注解，他是中國第一個用近代科學眼光研究《天工開物》的人。
公元1877年，岑毓英（1829―1889）撰修的《雲南通志》的食貨礦政部分也詳細引用了《天工開物·五金》章關于銅、銀等金屬冶煉技術的敘述。
公元1899年，直隸候補道衛傑寫的《蠶桑萃編》有不少部分引用了《天工開物》中的《乃服》《彰施》等章。
公元17世紀末，《天工開物》傳入日本。
公元1694年，日本著名本草學家見原益軒（1630―1714）在《花譜》和公元1704年成書的《菜譜》二書的參考書目中列舉了《天工開物》，這是日本提到《天工開物》的最早文字記載。
公元1771年，日本書商柏原屋佐兵衛（即菅王堂主人），發行了刻本《天工開物》，這是《天工開物》在日本的第一個翻刻本，也是第一個外國刻本。從此，《天工開物》成為日本江戶時代（1608―1868）各界廣為重視的讀物，刺激了18世紀時日本哲學界和經濟界，興起了“開物之學”。
公元1952年，日本京都大學人文科學研究所中國科技史研究班的學者們將《天工開物》全文譯成現代日本語，並加譯註、校註及標點，至今暢銷。
18世紀，《天工開物》傳到朝鮮。
1783年，朝鮮李朝（1392―1910）著名作家和思想家樸趾源（1737―1805）完成的遊記《熱河日記》中向朝鮮讀者推薦了《天工開物》。
1830年，法國著名漢學教授儒蓮（1797―1873）首次把《天工開物·丹青》章關于銀朱的部分譯成法文，題為《論中國的銀朱》。譯自中文並摘自名為《天工開物》的技術百科全書，發表于《新亞洲報》第5卷中。
1832年，儒蓮的法文譯本又轉譯為英文，刊發于《孟加拉亞洲文會報》卷一中。1847年，儒蓮的另一篇法文譯文《銅合金·白銅·鑼鉦》（譯自《天工開物·五金》章），在譯成英文後又被譯成德文刊于德國《套用化學雜志》卷41。1837年―1840年，儒蓮在《桑蠶輯要》一書中引用的《天工開物》論桑蠶部分被摘譯為意、德、英、俄等歐洲語。
英國著名生物學家達爾文（1809―1882）在讀了儒蓮翻譯的《天工開物》中論桑蠶部分的譯本後，把它稱之為“權威著作。”達爾文在他的《動物和植物在家養下的變異》（1868）卷一談到養蠶時寫道：“關于中國古代養蠶的情況，見于儒蓮的權威著作。”他把中國古代養蠶技術措施作為論證人工選擇和人工變異的例證之一。
1869年，儒蓮和法國化學家商畢昂把《天工開物》有關工業各章的法文摘譯，集中收入在《中華帝國工業之今昔》一書中，在巴黎出版。
1964年，德國學者蒂路，把《天工開物》前4章《乃粒》《乃服》《彰施》及《粹精》譯成德文並加了注解，題目是：《宋應星著前四章》。
1966年，美國賓夕法尼亞大學的任以都博士將《天工開物》全文譯成了英文，並加了譯註，題為《宋應星著，17世紀中國的技術書》，在倫敦和賓夕法尼亞兩地同時出版。這是《天工開物》的第一個歐洲文全譯本。
目前，宋應星的《天工開物》已經成為世界科學經典著作在各國流傳，並受到高度評價。如法國的儒蓮把《天工開物》稱為“技術百科全書”，英國的達爾文稱之為“權威著作”。本世紀以來，日本學者三枝博音稱此書是“中國有代表性的技術書”，英國科學史家李約瑟博士把《天工開物》稱為“中國的阿格裏科拉”和 “中國的狄德羅——宋應星寫作的17世紀早期的重要工業技術著作”。